Технологія газового зварювання трубопроводів
Прокладання трубопроводів діаметром до 100 мм рідко обходиться без зварювання. При газовому зварюванні труби зварюють стиковими з'єднаннями з опуклим швом. Величина опуклості шва залежить від товщини стінки і зазвичай знаходиться в межах 1-3 мм. Труби з товщиною стінок до 3 мм зварюють без скосу кромок, витримуючи стик із зазором, що дорівнює половині товщини стінки труби. При зварюванні труб з більш товстими стінками кромки обробляють, виконуючи скіс під кутом 35 - 45. Гострі кромки притуплюють, щоб при зварюванні вони не оплавлялися. При зварюванні труб слід стежити, щоб розплавлений метал не протікав у внутрішню порожнину, знижуючи переріз трубопроводу.
Зварювання трубопроводів найкраще вести поворотним методом, витримуючи нижнє положення шва. Порядок зварювання поворотних стиків показано на рис.1. Однак при монтажних роботах часто це дотриматися неможливо, тому вдаються до стельових та вертикальних швів.
Зварювання починають з однієї з точок і виконують чотирма ділянками, що поділяють периметр труби на чотири рівні частини. Зварювання ведуть у послідовності, показаній на рис.2.
У важкодоступних місцях, де немає можливості наблизити пальник до зварювального шва, виконують зварювання з козирком (рис.3). Для цього в трубі вирізують козирок, зварюють важкодоступні місця з внутрішньої сторони труби, прикладають козирок на місце та заварюють інші шви.
Мал. 1.Зварювання поворотних стиків: А - розміщення прихваток (1); Б - Виконання першого шару зварювання на ділянках А-Б, Г-В; В - поворот стику та зварювання на ділянках Г - А; В-Б; Г - другий шар зварювального шва; Д - третій шар зварювального шва
Мал. 2.Зварювання труб великого діаметра: А - до 300 мм; Б - до 600 мм; В - зварювання без повороту труби
Мал. 3.Зварювання козирком
Зварювання трубопроводів має свої особливості, оскільки ці конструктивні елементи найчастіше працюють під тиском, що накладає відбиток на умови якості зварювальних робіт. Труби під зварювання вибирають за внутрішніми діаметрами. В одну групу входять труби, що мають розбіжність за внутрішнім діаметром до 1%, але не більше 2 мм. Кінці труб під зварювання обробляють і обробляють (обрізають, знімають фаски) механічним способом (різцем, фрезою або абразивним колом). Труби з низьколегованих і низьковуглецевих сталей можуть бути оброблені газовою або повітряно-дуговою різкою з подальшим зачищенням кромок різальним або абразивним інструментом до видалення слідів термічного різання.
При прокладанні магістральних трубопроводів сортування труб за діаметрами і товщиною стінок проводять зазвичай централізовано в заготівельних цехах, механізованих трубозварювальних базах (розміщених по трасі) або прирейкових складах. Якщо це з якихось причин зробити неможливо, сортування труб проводять безпосередньо перед зварюванням. Магістральні трубопроводи зазвичай зварюють у ланки. Труби ретельно очищають від забруднень, що потрапили всередину (кім'я грунту, бруду, каміння і т.д.), після чого кінці труб готують до зварювання.
Торці, скошені кромки, а також прилеглі до них поверхні очищають від бруду, олії та окалини. Перед складання необхідно перевірити правильність підготовки кромок і зачистити їх до металевого блиску. Підготовка під зварювання передбачає виправлення труб, що деформувалися при перевезенні кінців труб, перевірку форми, стан і збіг кромок, труби центруються, проводиться перевірка правильності виставлених зазорів.
При централізованому виготовленні ланок (секцій) діаметром від168 мм і більше у механізованих майстернях застосовують переважно автоматичне зварювання поворотних стиків під шаром флюсу на установках напівстаціонарного або польового типу. Кількість труб у ланці обмежується їхньою вагою та габаритами транспортних засобів, що застосовуються для доставки ланок до місця укладання. Зазвичай зварюють у ланки 4-8 труб.
При виготовленні ланок безпосередньо на трасі в окремих випадках застосовують електроконтактну (метод оплавлення кромок труб, що стикуються) і газопресове зварювання (для трубопроводів з маловуглецевих і низьколегованих сталей), в яких за умов експлуатації може бути допущено потовщення стику до 1/2 товщини стінки з внутрішньої сторони трубопроводу. У ряді випадків для зварювання поворотних та неповоротних стиків труб різних діаметрів з товщиною стінок понад 3 мм може застосовуватися ручне дугове зварювання. Ручне дугове зварювання допускається тільки для з'єднання труб діаметром до 114 мм, зі стінками завтовшки до 5 мм, при робочому тиску всередині трубопроводу до 8 атмосфер.
При збиранні стиків трубопроводів (або їх секцій) має бути забезпечене правильне фіксоване взаємне розташування труб і деталей, що стикуються, а також вільний доступ до виконання зварювальних робіт. Труби великих діаметрів можна взаємно фіксувати за допомогою стяжкових пристроїв. Труби невеликих діаметрів (до 100 мм включно) збирають із прихваткою та з повним проваром кореня корінного шва. Висота прихватки визначається товщиною стінок труби і повинна бути не менше ніж 3 мм при товщині стінки до 10 м і 5 - 8 мм при товщині стінки більше 10 мм. Прихватку виконують тими ж електродами, якими варитимуть корінний шов.
До якості прихватки пред'являються ті ж вимоги, що й до основного зварного шва. Прихватка має бути видаленамеханічним способом, якщо при зовнішньому огляді виявлені пори та тріщини. Допускається виконувати складання труб із низьковуглецевих і низьколегованих сталей за допомогою приварювання до них технологічних пластин або накладок, які видаляють механічним способом у міру заповнення шва.
При зварюванні поворотних стиків вісь труби розташовують горизонтально або вертикально. Якщо обертання стику утруднено, зварювання виконують у два повороти, як показано на малюнку.
Зварювання стику труб: А - при діаметрі до 200 мм; Б - при діаметрі від 200 до 500 мм; В - при діаметрі понад 500 мм; 1 - 6 - порядок (послідовність) положення ділянок шару сучасних методів контролю за зварними з'єднаннями ми розповімо у відповідному розділі даної книги.
При зварюванні труб діаметром до 200 мм на стелажах коло стику поділяють на дві рівні частини. Кожен шар шва починають із нижньої частини, зміщуючись від нижньої точки труби на 20 - 30 мм. Кінець шва слід перекривати на 20 – 30 мм. Стики труб діаметром від 200 до 500 мм при зварюванні на стелажах розбивають на 3 - 4 ділянки і зварюють знизу вгору, повертаючи кожну ділянку, розташовуючи її вертикально. Другий шар заварюють ділянками, рівними половині довжини кола спочатку з одного, а потім з іншого боку стику знизу вгору. Наступні шари зварюють так само, як і другий шар, але з поворотом труби на 180 ° або зміщенням початкової точки зварювання на 50 - 60 мм від початку попереднього шару.
Незалежно від виду зварювання поопераційна перевірка якості зварних робіт проводиться при складанні, прихватці та накладанні швів.